Подкожная зарядка

Инженеры из Университета Ланьчжоу (Китай) разработали биосовместимое беспроводное зарядное устройство для имплантатов. На период лечения блок питания устанавливается под кожу пациента, а после завершения курса – растворяется в организме. Интересно, что при регулярной подзарядке подкожный блок питания может функционировать внутри человека в течение нескольких лет.

Многие врачи считают биоэлектронные системы, такие как датчики мониторинга и имплантаты для доставки лекарств, малоинвазивными и надёжными способами лечения и контроля состояния пациентов с нарушениями работы кардиосистемы, сахарным диабетом и другими заболеваниями. Однако широкому применению таких устройств мешает отсутствие качественных модулей питания. Те, что имеются на данный момент, могут вызывать осложнения. В частности, существующие биоразлагаемые блоки питания считаются одноразовыми – они работают, пока есть заряд. А те, что можно перезаряжать с помощью проводов, нередко вызывают воспаление и требуют повторных хирургических вмешательств.

Решить проблему, похоже, удалось ученым из китайского университета в Ланьчжоу. Созданное подкожное беспроводное зарядное устройство для имплантатов они испытали на крысах. Результаты оказались обнадеживающими, они, по сути, открывают большие перспективы в лечении людей.

Подкожный аккумулятор состоит из магниевой катушки, зарядного устройства и гибридных суперконденсаторов с ионами цинка, которые выполняют функцию накопления энергии. Сверху эта система покрыта несколькими слоями полимера и воска, что обеспечивает гибкость подкожного прибора и защищает его от быстрого разрушения в биологической среде. Интересно, что, изменяя толщину герметизирующего слоя, можно увеличивать или уменьшать срок службы устройства. Подзарядка прибора осуществляется по принципу беспроводной зарядки смартфона: над кожей в месте установки «батареи» размещается вторая магниевая катушка. Примечательно, что после завершения курса лечения прибор не нужно извлекать. Без подзарядки он сам растворится внутри организма.

Испытания беспроводного зарядного устройства показали, что оно может эффективно работать до 10 дней. Столько, как правило, длится курс лечения препаратами. Увеличить это время позволяет регулярная подзарядка, а также изменение толщины и химического состава герметизирующего слоя. После завершения терапии прибор полностью растворяется в течение двух месяцев.

Устройство ученые продолжают модернизировать. В частности, решают вопрос его контролируемого запуска и выключения. Сейчас прибор работает автоматически, пока есть заряд, и перестает функционировать, как только энергия заканчивается.  

Медики и ученые по всему миру назвали изобретение революционным и предположили, что в будущем беспроводное зарядное устройство будет активно использоваться в медицине, например станет частью технологии вживления электрокардиостимуляторов. Однако говорить о скором выходе прибора на рынок пока рано: китайские ученые находятся на ранней стадии разработки.

Анна Кокорина

В иллюстрации использовано изображение автора 1516 (CCBY3.0) с сайта https://thenounproject.com/, фото с сайта https://unsplash.com/